温度效应对既有大跨径PC斜拉桥索力与线形的影响研究

斜拉桥是由索-梁-塔组成的超静定空间结构,其索力与线形的合理变化是桥梁结构安全运营的保障,对于明显的差异性则须研究其成因。通过对西南地区某既有大跨径PC斜拉桥的索力与线形的监测对比发现存在较大差异性,而外观调查未发现明显的结构性病害。为研究探讨其形成原因,首先运用有限元理论知识建立了桥梁的三维空间仿真分析模型,然后考虑到监测时间的温度差异,针对性地进行了整体升温、索梁正温差、主梁及主塔日照正温差等4种温度效应的研究。研究结果表明:不同的温度效应对某一参数影响不同,同一种温度效应对不同的参数影响不同。就本桥而言,索梁正温差与主梁日照正温差是造成实测索力与线形差异性的主要原因,对既有大跨径PC斜拉桥的安全性评估必须考虑温度效应的影响,需对实测关键参数进行修正,消除温度效应影响后的斜拉桥索力与线形差异性明显减小,结构处于安全状态。     

超大跨径钢斜拉桥的温度荷载调研与温度效应分析

以苏通大桥为背景,调研各国规范对斜拉桥温度作用的相关规定,进而研究超大跨径钢斜拉桥的温度静力响应。研究将斜拉桥的温度作用分为体系温差、索梁（塔）温差、主梁温度梯度、主塔温度梯度四个方面分别讨论,利用考虑几何非线性影响的有限元软件ANSYS计算分析斜拉桥的温度效应及各构件对温度的敏感性。分析结果可以为今后同类桥梁的设计或计算提供参考和依据。     

钢桁斜拉桥板桁温差效应分析

以江津粉房湾大桥为依托工程,对钢桁斜拉桥所存在的板桁温差效应进行分析,在参考各国规范对温差效应规定的基础上,提出了钢桁斜拉桥板桁温差效应分析方法。通过比较不同温差作用下钢桁梁与桥面板连接部位的变形和受力情况,研究温差效应对结构的影响程度,并提出了有效解决温差效应的措施。     

沈阳市公和斜拉桥主墩承台大体积混凝土的冬季施工

通过沈阳市公和斜拉桥主墩承台大体积混凝土冬季施工的温度计算和温差控制,介绍了北方地区大体积混凝土冬季施工的温度控制措施.     

沈阳市公和斜拉桥主墩承台大体积混凝土的冬季施工

通过沈阳市公和斜拉桥主墩承台大体积混凝土冬季施工的温度计算和温差控制。介绍了北方地区大体积混凝土冬季施工的温度控制措施。     

不同边锚形式下独斜塔斜拉桥的温度效应分析

为探究不同边锚形式对独斜塔斜拉桥温度效应的影响,选取地锚式和自锚式独斜塔斜拉桥,利用有限元方法进行研究。分析了施工阶段最大悬臂状态和运营状态下整体温度、梯度温度和索-梁塔温度差效应。研究表明:无论施工还是运营阶段,地锚式独斜塔斜拉桥温度总变形均大于自锚式;不同边锚形式对整体温度应力影响较大,对温度梯度应力无影响;对最大悬臂状态各温度变形的影响均大于运营阶段,而应力正好相反;运营状态下索-梁塔温度差引起的主梁应力较最大悬臂状态大。     

高原高寒地区H形混凝土桥塔日照温度效应

分析了混凝土结构温度场边界条件计算方法,以青海省海黄大桥H形混凝土桥塔为工程背景,计算了高原高寒地区四季典型气象条件下的桥塔温度场分布,对比了四季的桥塔表面温差和塔壁局部温差,确定了桥塔的最不利温度荷载,建立了桥塔整体有限元模型,分析了四季桥塔的偏位、竖向应力、横向应力和纵向应力等温度效应。分析结果表明:桥塔表面温差与桥塔局部温差均在冬季最大,最大值分别可达11.88℃、20.79℃,在夏季最小,最大值分别可达5.15℃、15.25℃;横桥向和纵桥向桥塔表面温差最大值分别达到9.15℃、11.88℃,远大于《公路斜拉桥设计细则》(JTG/T D65-01—2007)推荐值±5℃;接近正南方向的塔壁局部温差最大,沿壁厚方向的温差分布接近指数形式,冬季和夏季温度衰减系数最大值分别为4.50、5.01,故冬季桥塔壁板局部温度分布较夏季更不均匀;桥塔温度效应同样在冬季最大,1天中最大桥塔偏位超过40mm,白天桥塔偏位变化值超过15mm,不利于施工过程中的桥塔偏位监测;桥塔根部竖向最大拉应力达到2.2MPa,桥塔根部同样产生较大水平向拉应力,纵桥向和横桥向最大拉应力分别为1.82、0.82 MPa,均发生在桥塔内侧,在与其他作用组合时可能会造成桥塔开裂,建议在桥塔塔壁内侧布置一定量的钢筋网片来控制裂缝;在进行高原高寒地区桥塔设计和施工控制时,应充分考虑温度效应带来的不利影响。     

PC连续梁桥悬臂现浇施工控制温度效应研究

由于温度对混凝土箱梁结构的受力和变形产生一定影响,有必要对施工控制中温度效应展开针对性研究,以防止大跨度PC连续梁桥在悬臂现浇过程中桥梁结构的实际状态偏离预期。文章以宿扬高速公路白塔河桥为工程背景,以Midas Civil软件建立的有限元模型作为研究基础。在总结以往箱梁结构温度分布形式的基础上,将温度影响划分为体系温差和梯度温差两种形式,介绍了温度荷载在混凝土内部产生两种温差应力的机理,然后分析两种温差作用对施工阶段在桥梁线形和应力方面的影响,为桥梁施工控制中考虑温度效应提供理论依据和参考建议。     

部分斜拉桥施工过程中的温度影响分析

以南安大桥为背景,采用4种温度荷载作用方式对部分斜拉桥在各种温度荷载作用下的效应进行了分析,并结合实际对其进行合理组合,绘出了挠度变化包络图和索力变化包络图,然后与实测温度效应进行了对比分析,得到了温度对索力和梁体标高的影响规律,寻求合理的标高和索力的测量时间以指导施工.同时给出了不同时刻待立模梁段温度对标高影响的预测方法,保证了大桥合龙误差满足规范要求,施工完成后梁体线形和索力符合设计的要求.     

斜拉桥双边箱主梁剪力滞效应分析

斜拉桥主梁截面一般采取双边箱结构形式,截面一般较宽,存在着明显的剪力滞效应。文章分析了斜拉桥在最大悬臂施工阶段和成桥阶段主梁剪力滞效应的影响,通过在主梁增加纵向加劲肋减小了斜拉桥的剪力滞效应,改善了桥面的受力,可为斜拉桥的设计及施工提供参考。     

控制大跨PC梁桥长期下挠的综合举措研究

针对目前大跨度预应力混凝土(PC)梁桥在运营后出现腹板开裂和跨中持续下挠等病害,在总结预应力混凝土梁桥下挠成因的基础上,以在建的主跨为155 m江西泰和赣江公路大桥为例,采用有限元法从恒载零挠度、加大跨中梁高和临时斜拉索辅助施工等新举措出发与传统设计进行分析比较,研究各种因素对预应力混凝土梁桥长期下挠的影响。结果表明:恒载零挠度设计,或者恒载零挠度设计和加大跨中梁高的综合设计措施对控制大跨度预应力混凝土梁桥的长期下挠更有效。     

桥墩温度梯度对桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道纵向力的影响

针对桥墩温度梯度引起的桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向附加力与变形, 以梁-板-轨相互作用原理和有限元法为基础, 建立了多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路空间耦合模型, 详细考虑了钢轨、轨道板、CA砂浆、底座板及桥梁等主要结构和细部结构的空间尺寸与力学属性; 采用单位荷载法计算了桥墩纵向温差作用引起的墩顶纵向位移, 分析了墩顶位移影响下桥上无砟轨道无缝线路纵向力与位移的分布规律。分析结果表明: 当各墩顶发生均匀位移时, 多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上无砟轨道无缝线路纵向力分布规律及其最大值一致, 且随着墩顶均匀位移的增加而线性增大, 轨板相对位移峰值均出现在两侧桥台、台后锚固结构末端以及第2跨和最后一跨固定支座墩顶处; 当墩顶均匀位移为5 mm时, 多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上钢轨最大纵向力分别为79.62和79.54 kN, 最大纵向位移分别为4.94和4.91 mm, 轨板最大相对位移均为0.23 mm; 当各墩顶发生不均匀位移时, 钢轨纵向力及轨板相对位移均在邻墩位移存在差异处发生突变, 多跨简支梁桥上固结机构纵向受力大于大跨连续梁桥; 对于高墩桥梁, 需重点关注相邻墩身高差最大处的轨板相对位移、底座板与桥梁相对位移及固结机构的纵向受力。      

沥青铺装层厚度对连续刚构桥主梁温度梯度应力的影响

通过对连续刚构桥梁常用的2种沥青混凝土铺装层结构分析得知,沥青铺装层厚度是影响梯度温度效应的最重要因素.对连续刚构桥主梁梯度温度应力计算公式进行分析,得到梯度温度应力不随梁高发生显著变化的初步原因,并依托重庆渝宜高速公路2座桥梁的分析结果予以证实.根据实例分析和比较发现,沥青厚度变化导致的竖向日照温差对梁顶应力影响较大...     

温梯荷载下桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道的力学特性

为研究横向和竖向温度梯度对桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向力学特性的影响,以梁-板-轨相互作用原理为基础,建立大跨度连续梁桥上 CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路空间精细化有限元模型,计算了轨道板竖向温度梯度和阴阳面横向温度梯度荷载作用下各轨道和桥梁结构的纵向力和位移. 结果表明:在其他温度荷载相同的情况下,轨道板竖向温度梯度对钢轨的纵向力和位移影响不大;当阴阳面横向温度差为10 ℃时,连续梁上背阴侧钢轨最大的纵向力是向阳侧的1.4倍,背阴侧桥墩最大的纵向力是向阳侧的3.5倍;在横向温度梯度作用下,钢轨纵向附加力由梁体伸缩和扭曲变形共同作用产生,横向温度梯度越大,背阴侧钢轨纵向力、位移最大值越大,向阳侧钢轨纵向力、位移最大值越小;横向和竖向温度梯度的存在不利于轨道和桥梁结构安全使用,因此,在高温差地区设计东西走向的大跨度桥上无缝线路需重点关注钢轨、轨道板和桥梁墩顶受力,并且对无缝线路的横向稳定性进行验算.      

高墩大跨简支梁桥的特殊梁轨纵向力及其影响

为探讨主梁收缩与徐变和桥墩梯度温度荷载在高墩大跨简支梁桥中产生的特殊梁轨纵向力,以10跨64 m简支梁桥为工程背景,基于有限元法和梁轨相互作用原理,建立了轨道-梁-墩-基础一体化计算模型,研究收缩与徐变效应、梯度温度模式、墩高等对纵向力的影响规律,并与常规纵向力进行了对比分析.研究结果表明:主梁收缩与徐变引起的梁轨纵向力由纵向缩短效应控制,与竖向挠曲效应关系较小,且该项纵向力大于伸缩力或挠曲力,使得桥台产生较大的水平力;指数分布和线性分布梯度温度模式计算得到的纵向力分别约为制动工况下的20%~30%和50%~100%,指数分布梯度温度模式相对合理,温度曲线参数对纵向力的影响有限,建议尽快制定合理、统一的桥墩梯度温度荷载.      

考虑温度效应的简支梁桥损伤识别方法研究

基于模态频率的损伤识别方法得到了广泛的应用,而温度往往会掩盖桥梁损伤造成的模态参数变化.通过建立简支梁有限元模型,改变混凝土弹性模量进行模态分析,得出了温度和损伤作用下的简支梁模态频率.结合BP神经网络,对温度影响下的简支梁桥损伤进行了有效识别.     

高速铁路悬浇连续梁桥施工监控关键技术研究

以京沪高铁丹阳至昆山特大桥为工程背景,通过理论预测与实测反馈分析研究了高速铁路悬浇连续梁桥施工监控中梁体线形控制技术,探讨了施工过程中影响梁体线形的主要因素。结果表明:预应力、节段自重、截面刚度、温度及徐变是影响线形控制的关键因素。     

陕西地区混凝土无伸缩缝桥梁的温度作用及其区划

为研究混凝土无缝桥温度作用取值的地域差异性，对一整体式无缝桥开展了长期温度测试，基于实测数据验证有限元温度场模拟方法的准确性；调研陕西省及周边省份46个国家基准气象站1993~2015年气象数据，对其中缺失太阳辐射数据的站点进行了补充，并将气象站日值数据分解为逐时数据用于温度场分析；利用气象数据进行了23年长期温度场模拟，并基于新西兰规范温度梯度模式，进一步通过广义帕累托模型计算了有效温度和温度梯度作用具有50年重现期的代表值；采用空间插值方法绘制了温度作用等值线地图，并对等值线地图进行简化得到了温度作用分区地图；考虑不同梁高和铺装厚度参数对温度作用模式进行了修正，并最后给出一个分区地图的应用案例，计算了陕西各分区内整体桥的跨径总长限值。研究结果表明:陕西地区有效温度分区地图分布趋势与《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)基本吻合，但关中和陕南部分地区取值较规范更为不利，而对于温度梯度顶部温差，陕北和陕南的大部分地区均超过规范统一取值14 ℃；在梁高小于1.4 m时，不存在新西兰规范温度梯度模式中的等温段，修正后的温度梯度模式能准确反映不同梁高下的温度分布规律；沥青铺装厚度仅对顶部温差影响较大，不同铺装厚度情况下的顶部温差可按线性插值进行修正；整体桥主梁纵向变形量随桥长线性增长，可在自由伸缩变形的基础上通过过引入纵向伸缩量折减系数进行简化计算；桥长可通过考虑升温时的桥台弯曲破坏和降温时的桩低周疲劳破坏进行控制，根据实际合龙温度计算；在提出的3种温度分区中，最优合龙温度下的理论桥长最大值分别为290、240和220 m。      

新疆地区简支梁桥变连续梁桥施工技术

新疆地区海拔高、气温低、环境条件恶劣,在该地区进行桥梁施工时,施工难度较大.简支梁桥变连续梁桥的结构形式具有很多优点,在新疆地区大量采用.鉴于此,在介绍简支梁桥变连续梁桥原理的基础上,从架设预制主梁、浇筑接缝处的混凝土、负弯矩区钢筋的张拉等方面介绍了简支梁桥变连续梁桥的施工方法,并阐述了施工中应采取的措施,可为相关施工提供参考.     

千米级斜拉桥主梁挠度非线性随机静力分析

采用响应面法对千米级斜拉桥主梁最大挠度进行静力可靠度分析,考察主梁最大挠度随结构材料、几何尺寸及外荷载等不确定因素的变异而发生变化的规律。算例研究表明,主梁挠度可靠指标对各随机变量平均值和标准差的敏感程度不同。同其它随机变量相比,斜拉索弹性模量变异对千米级斜拉桥主梁挠度影响最为显著。主梁截面面积变异对千米级斜拉桥主梁挠度具有显著的影响,但与对千米以下斜拉桥主梁挠度的影响规律不同。